FT/µFT unterschiedliche Tiefenschärfe trotz gleicher Blende?

Hallo zusammen,

nach diversen Objektivtests ist mir aufgefallen, dass unterschiedliche Objektive bei identischer Brennweite und identischer Blende reproduzierbar eine unterschiedliche Tiefenschärfe besitzen.
Wer kennt sich aus und hat eine technische Erklärung für diesen Effekt?

Insbesondere beim Vergleich zwischen Pana 45-150, Pana 45-200 und Pana 100-300 ist sehr gut sichtbar, dass das 45-200er die höchste Tiefenschärfe besitzt, dann das 100-300er. Die geringste Tiefenschärfe besitzt das 45-150er.

Auch bei anderen Objektiven (Zuiko 9-18 vs Pana 14-45 vs Pana 14-140) ist mir so etwas aufgefallen.


Beispiel (jeweils fokussiert auf die rote Scheibe. Auf die Kette der Schaukel bzgl. der Tiefenschärfe achten!):



f5.6 (45-200, 100-300, 45-150)





f8.0 (45-200, 100-300, 45-150)





Es handelt sich definitiv nicht um Qualitative Unterschiede der Linsen, da ansonsten das 100-300er das schärfste sein müsste, gefolgt von dem 45-150er und dann dem 45-200er (siehe https://www.dslr-forum.de/showthread.php?t=1266188). Auch wenn man sich die rote Scheibe im Detail ansieht, kann man sehen, dass der Fokus jeweils korrekt sitzt.

Gruß
Tobias

Interessanter Test!
Hast Du manuell fokussiert?


Gruesse,
Paul

Behaelter schrieb:

Interessanter Test!
Hast Du manuell fokussiert?

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Hallo Paul,

nein, immer S-AF mit dem kleinsten Fokusfeld direkt auf den weißen "Gnubbel" oben rechts auf der roten Scheibe. Alles vom Stativ.

Gruß
Tobias

Tobias123 schrieb:

immer S-AF

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Das koennte vielleicht das Ergebnis erklaeren (leichter Fehlfokus, der normalerweise nicht auffaellt).


Zum Vergleich waere es nicht schlecht, zusaetzlich zum Hintergrund (Kette) noch einen Vordergrund in gleicher Entfernung zur vermuteten Schaerfeebene einzufuegen.


Gruesse,
Paul

Ich kann mir als Erklärung auch nur den Fokuspunkt zusammenreimen. Kontrast—AF sucht ja im Fokusfeld den maximalen Kontrast, der kann nun am Anfang, in der Mitte oder am Ende der Schärfezone liegen. Im WW-Bereich gibt es ja den ähnlichen Effekt: Die Schärfezone ist mit AF nicht wirklich planbar. Beim Phasen-AF war das irgendwie einfacher.

Gruß

Hans

Da es sich nicht um Fernaufnahmen handelt, koennten auch andere Gruende in Frage kommen:


--die Innenfokussierung koennte in der Naehe unterschiedlich stark zuschlagen, so dass man sowieso nicht genau weiss, mit welcher Brennweite/Blende man gerade operiert.

--manche der Objektive koennten stark asymmetrisch gebaut sein; das wirkt sich im Nahbereich auf die Schaerfentiefe aus.

--auch (oder gerade) wenn die Kamera auf einem Stativ steht, so koennen sich die Gegenstandsweiten unterscheiden (haengt jeweils ab von der Lage der objektseitige Hauptebene).

Gruesse,
Paul

Ich habe meine Beobachtungen noch mal verifiziert, indem ich bei dem selben Motiv auf "die Mitte der Stahlstange" fokussiert habe. Dadurch kann man sehr schön sehen, ab wann die Schärfe nach Vorne und Hinten nachlässt.
Definitiv ist die Tiefenschärfe bei dem 45-150er deutlich kleiner.

Merkwürdig.

Behaelter schrieb:

--die Innenfokussierung koennte in der Naehe unterschiedlich stark zuschlagen, so dass man sowieso nicht genau weiss, mit welcher Brennweite/Blende man gerade operiert.

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Das müsste sich aber dann in unterschiedlichen Bildwinkeln auswirken, und damit auffallen.

Erklärung habe ich leider auch keine, ist aber auf jeden Fall ein interessantes Thema...

Tobias123 schrieb:

Ich habe meine Beobachtungen noch mal verifiziert, indem ich bei dem selben Motiv auf "die Mitte der Stahlstange" fokussiert habe. Dadurch kann man sehr schön sehen, ab wann die Schärfe nach Vorne und Hinten nachlässt.
Definitiv ist die Tiefenschärfe bei dem 45-150er deutlich kleiner.

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Ah ja, d.h. die erste Vermutung mit dem Fehlfokus ist nicht so plausibel.

Ich tippe auf die Innenfokussierung. Die Brennweiten/Blenden-Angaben beziehen sich ja immer nur auf die Unendlich-Stellung der Fokussierung. Vermutlich wirkt in diesem getesteten Entfernungsbereich beim 45-150er "konstruktionsbedingt" eben eine groessere Blende. Ich habe auch den Eindruck, dass der weiter entfernte Hintergrund beim 45-150er etwas weicher wirkt.


Gruesse,
Paul

Keine Erklärung? Typisch Jungspunde.

In den guten alten Zeiten, in denen man nicht jeder technischen Neuerung hinterhergeierte sondern mit großformatigen Silberfilmen unterwegs war, baute eine kleine feine Optikfirma das Imagon. Das war ein Objektiv mit ausgeprägter sphärischer Aberration. Randstrahlen fokussierten also anders als zentrale Strahlen. Das wirkte sich so aus, dass unterschiedlich fokussierte Bilder sich überlagerten, wodurch das Bild insgesamt duftig weichgezeichnet war und der Verlauf von Schärfe zu Unschärfe weiter und weicher war als bei knackig zeichnenden Objektiven. Das Rodenstock Imagon wurde deshalb auch als Tiefenbildner bezeichnet, und damit sind wir bei der Frage dieses Threads.

Die Art der Korrektur der sphärischen Aberration beeinflusst natürlich auch heute noch den Verlauf von Schärfe zu Unschärfe.

Andreas H schrieb:

Die Art der Korrektur der sphärischen Aberration beeinflusst natürlich auch heute noch den Verlauf von Schärfe zu Unschärfe.

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Heutige Objektive sind ja größtenteils sphärisch überkorrigiert. Ob das bei diesen Vergleichskandidaten auch so ist, weiß ich nicht, vermute es aber.

Aber jetzt, wo ich ich die Bilder auf 'nem halbwegs großen Monitor sehe, kommen mir noch ein paar mehr Fragen:

Die (Hintergrund-) Unschärfe hängt quadratisch von der Brennweite ab. Aber wie wurde die bestimmt? An der Skala abgelesen? Aus den EXIF-Daten? Oder haben die Bilder im Original von gleichen Standort (eigentlich der vorderen Hauptebene) exakt den gleichen Bildinhalt? Nur dann wäre die Brennweite wirklich genau gleich.

Wurde wirklich immer exakt auf die gleiche Stelle fokussiert? Wenn nicht, ändert sich die Schärfentiefe (wenn auch nur minimal) und verschiebt sich.

Wie exakt ist die Einstellung der Blende? Leider hilft auch die verwendete Belichtungszeit da nicht weiter, denn die Transmission der Objektive ist nicht bekannt.

Die Hintergrundunschärfe wird in Ausschnittvergrößerungen verglichen. zeigen die jeweils exakt den gleichen Anteil des gesamten Bilds? Wenn nicht, werden verschieden große effektiv benutzte Sensorteile verglichen, und auch das verändert Schärfentiefe und Freistellung.

Die Kette ist im betrachteten gesamten Bild noch innerhalb der Schärfentiefe, in den Ausschnittvergrößerungen aber teilweise nicht mehr. In diesem Bereich spielt natürlich auch die (überkorrigierte) sphärische Aberration eine Rolle.

Um zu überprüfen, ob die Objektive sich wirklich deutlich unterschiedlich verhalten (sie tun es nicht!), würde ich mal auf unendlich (oder jedenfalls ganz weit weg) fokussieren, peinlichst genau auf den gleichen Bildausschnitt achten und dann bei gleicher ziemlich offener Blende und in Bildmitte gucken, ab wo das Bild scharf erscheint. Das geht auch in Ausschnittvergrößerungen, aber die müssen natürlich exakt gleich groß sein. Der Punkt, ab wo das Bild in der gewählten Vergrößerung scharf erscheint, ist übrigens die für diese Brennweite, Blende und Betrachtungsgröße gültige hyperfokale Distanz. Und so kann man dann gleich mal überprüfen, wie weit ein üblicher Doofrechner danebenliegt und könnte sich seinen persönlichen zulässigen Zerstreuungskreis bestimmen.



Gruß, Matthias

Masi1157 schrieb:

Heutige Objektive sind ja größtenteils sphärisch überkorrigiert. Ob das bei diesen Vergleichskandidaten auch so ist, weiß ich nicht, vermute es aber.

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Wenn die Korrektur der sphärischen Aberration bei allen Objektiven gleich wäre, dann hätten alle das gleiche Bokeh. Das ist nicht der Fall, also unterscheidet sich durchaus die Korrektur der sphärischen Aberration, und damit auch der Verlauf von Schärfe zu Unschärfe.

Andreas H schrieb:

Wenn die Korrektur der sphärischen Aberration bei allen Objektiven gleich wäre, dann hätten alle das gleiche Bokeh. Das ist nicht der Fall, also unterscheidet sich durchaus die Korrektur der sphärischen Aberration, und damit auch der Verlauf von Schärfe zu Unschärfe.

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Danke für die einleuchtende Erklärung

Das sind ja durchaus interessante Eigenschaften verschiedener Objektive. Leider wird so etwas in keinem Testbericht erwähnt. Mit dem 45-150er muss man also noch (viel) weiter abblenden um eine größere Schärfentiefe zu erhalten. Finde ich persönlich ein Negativpunkt.
Bei Weitwinkel- oder Standard-Zoomobjektiven ist das eher umgekehrt. Hier kann eine höhere Freistellung durchaus positiv sein - je nach Motiv.

Andreas H schrieb:

Wenn die Korrektur der sphärischen Aberration bei allen Objektiven gleich wäre, dann hätten alle das gleiche Bokeh. Das ist nicht der Fall, also unterscheidet sich durchaus die Korrektur der sphärischen Aberration, und damit auch der Verlauf von Schärfe zu Unschärfe.

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Das Bokeh mag unruhiger sein, der grundsätzliche Unschärfeverlauf dürfte dennoch ähnlich sein. Ich denke das Problem hier ist eher, dass Zoomobjektive miteinander verglichen werden. Und da stimmen nun mal die theoretischen Brennweiten in der Praxis selten überein.

tel33 schrieb:

Das Bokeh mag unruhiger sein, der grundsätzliche Unschärfeverlauf dürfte dennoch ähnlich sein.

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Nein, eben nicht.

Schau dir mal zum Verständnis das Rodenstock Imagon an. Bei dem bekommst du ein Bild, das zwar weichgezeichnet, aber dafür in der Tiefe viel schärfer ist als ein sphärisch korrigiertes Objektiv. Das von dir erwähnte unruhige Bokeh bedeutet immer auch weniger Detailzeichnung als ein weicher Verlauf in die Unschärfe.

Tiefenschärferechner gehen immer von einem (nicht existierenden) idealen Objektiv aus.

Andreas H schrieb:

Tiefenschärferechner gehen immer von einem (nicht existierenden) idealen Objektiv aus.

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Ja, das sehe ich auch so, wobei wohl eine akzeptable Schaerfe der Schaerfeebene schon ausreicht. Sobald es eine Schaerfeebene gibt, funktioniert die Schaerfentiefenrechnerei.

Beim erwaehnten Imagon scheint sich die Tiefenschaerfe anders zu verhalten, als man es von der Schaerfentiefenrechnerei erwarten wuerde. Das bedeutet dann im Umkehrschluss, dass das Imagon keine richtige Schaerfeebene hat. Den Grund hast Du selbst genannt; das Imagon ist eben nicht richtig korrigiert.

Ich haette nun keine Hemmungen, einfach mal anzunehmen, dass die Objektive im Vergleich richtige Schaerfeebenen besitzen. Dann erscheinen mir die in Post 11 dargestellten Erklaerungen fuer die Unschaerfe der Kette plausibel. An das Bokeh wuerde ich in diesem Zusammenhang gar nicht denken.


Gruesse,
Paul

Paul, wenn alle Objektive hinsichtlich der sphärischen Aberration genau gleich korrigiert wären, hätten sie alle das gleiche Bokeh.

Das ist nicht der Fall, also sind sie eben nicht gleich korrigiert. "Richtig" gibt es da übrigens nicht. Alle Abbildungsfehler für alle Brennweiten und Blenden vollständig zu korrigieren ist völlig unmöglich.

Andreas H schrieb:

Paul, wenn alle Objektive hinsichtlich der sphärischen Aberration genau gleich korrigiert wären, hätten sie alle das gleiche Bokeh.

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Nun wird das Bokeh ja nicht ausschließlich von der Korrektur der sphärischen Aberration bestimmt. Ganz bestimmt spielt die Blendenform (und möglicherweise -lage) eine Rolle, und auch sonst noch alle möglichen konstruktiven Details (die ich aber auch nicht kenne).

Andreas H schrieb:

Das ist nicht der Fall, also sind sie eben nicht gleich korrigiert. "Richtig" gibt es da übrigens nicht. Alle Abbildungsfehler für alle Brennweiten und Blenden vollständig zu korrigieren ist völlig unmöglich.

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Natürlich nicht! Ich würde aber auch bei dem Imagon erwarten, dass sich die Größe der Unschärfekreise weit entfernt von der Fokusebene ähnlich verhalten wie bei anderen Objektiven auch (zumindest ohne die Siebblenden), dass der Unschärfeverlauf in der Nähe der Fokusebene anders aussieht.


Gruß, Matthias

Masi1157 schrieb:

Nun wird das Bokeh ja nicht ausschließlich von der Korrektur der sphärischen Aberration bestimmt. Ganz bestimmt spielt die Blendenform (und möglicherweise -lage) eine Rolle, und auch sonst noch alle möglichen konstruktiven Details (die ich aber auch nicht kenne).

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Die Blendenform spielt nur eine Rolle für die Form von Unschärfeflecken, nicht aber für die Helligkeitsverteilung (betonter Rand = "schlechtes" Bokeh). Das liegt nur an der Korrektur der sphärischen Aberration.

Masi1157 schrieb:

Ich würde aber auch bei dem Imagon erwarten, dass sich die Größe der Unschärfekreise weit entfernt von der Fokusebene ähnlich verhalten wie bei anderen Objektiven auch (zumindest ohne die Siebblenden), ...

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Das ist aber nicht so, sorry.

Andreas H schrieb:

Die Blendenform spielt nur eine Rolle für die Form von Unschärfeflecken, nicht aber für die Helligkeitsverteilung (betonter Rand = "schlechtes" Bokeh). Das liegt nur an der Korrektur der sphärischen Aberration.

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Ich habe ja nicht nur von der Blendenform gesprochen, sondern von weiteren konstruktiven Details, die wohl mehr sein werden, als einfach nur die Korrektur der sphärischen Aberration.

Andreas H schrieb:

Das ist aber nicht so, sorry.

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Dann erklär mir bitte, wie das möglich ist. Vielleicht sind die Unschärfekreise fernab der Fokusebene ein bisschen kleiner oder größer als sonst, und bestimmt ist deren Helligkeitsverteilung eine andere. Und vermutlich gibt es nicht eine definierte Hauptebene, sondern für achsnahe und achsferne Strahlen liegen die an verschiedenen Stellen. Trotzdem wird der "effektive" Unschärfe-Durchmesser genügend weit entfernt von der Fokusebene in etwa proportional zu (1-g0/g) verlaufen. (g=Abstand, g0=Fokusdistanz). Ich wüsste jedenfalls nicht, wie er sich völlig anders verhalten könnte.



Gruß, Matthias